何以这样一个庞大的家族，就在6500万年前白垩结束时，突然从地球上消失了。跟随恐龙一起灭绝的还有海洋爬行动物，飞行爬行动物，一些鱼类和其他生物等。这种生物的大规模死亡，便成了科学家们争论不休的一个最大的科学之谜。

    有一种比较普遍的观点认为，恐龙的大规模死亡或灭绝跟地球变迁很有关系。中生代末期，地壳上长出很多山来，沼泽被毁灭了。地下的气候也发生了变化，出现了冷热季节的交替。

    这样一来，像恐龙这样的冷血动物就变得不能适应了，气候变冷体温就跟着下降，忍受不住寒冷就会死亡。它们的呼吸器官只适于对付湿热的空气。却对付不了变得又干又热的空气。由于气候的改变，原来很茂盛的蕨类等裸子植物绝迹了，代之以能开花结果的被子植物一到冬天，万物凋零，恐龙的食物出现了全面恐慌。在新的环境面前，在漫长的进化过程中身体构造已经定型的恐龙，只能走上灭绝的道路。而能够进行冬眠的蛇，蜥蜴类，身上长毛能御寒并能躲进山洞避寒的小型哺乳类动物和鸟类，却得以保存下来，与以上观点相类似的一种学说认为，恐龙的灭绝与大陆漂移有直接关系。

    恐龙刚刚出现时，就生活在一块古陆地上，那里是恐龙的乐园。可是到了侏罗纪，古陆开始分裂，并且开始漂向不同方向，由于大陆漂移，在白垩纪晚期，恐龙生活的环境发生了巨大的变化，气温逐渐下降，没有御寒装备和生理机能的恐龙只能坐以待毙，全部灭绝了。
    科学界里还有一种主张认为，恐龙是因为陨石降落而灭绝的，这种主张被称为陨石说，有的科学家推测，天外某颗小行星以每秒40公里的速度陨落到大海里，4秒钟后即出现海底深坑，海水升温的蒸气柱高达40公里，其后5公里高的海浪与陨石气化微尘袭击全球。此时，极地雪融，植物毁灭，恐龙被埋入泥沙土中。当然，这颗陨星也可能落在陆地上，那会给地球上的生物带来更严重的毁灭。这种假设目前还缺乏证据，如果地球上曾经发生过这种事，应该能在地球表面找到一个极其巨大的陨石坑才对。